DE2712542A1 - PHOSPACENE POLYMERS - Google Patents
PHOSPACENE POLYMERSInfo
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Description
Die Erfindung betrifft Phosphazen-Polymere mit mindestens teilweise regelmäßiger Struktur.The invention relates to phosphazene polymers with at least partially regular structure.
Es sind bereits einige Phosphazen-Copolymeren bekannt, die jedoch alle regellos sich wiederholende Einheiten enthalten und durch die folgenden statistisch angeordneten Strukturen gekennzeichnet werden können :Some phosphazene copolymers are already known, but they are all contain randomly repeating units and are characterized by the following statistically arranged structures can be:
P = NP = N
h-P = N-I
BhP = N- I
B.
-P = N-I B-P = N- I B
in denen A und B verschiedene Reste darstellen. Einige dieser Copolymeren sind in den US-Patentschriften 3 271 330, 3 370 020, 3 370 026, 3 443 913, 3 515 688, 3 700 629, 3 702 833, 3 732 175, 3 844 983, 3 856 712, 3 856 713, 3 869 058, 3 883 451, 3 888 799 und 3 888 800 beschrieben.in which A and B represent different residues. Some of these copolymers are described in U.S. Patents 3,271,330, 3,370,020, 3 370 026, 3 443 913, 3 515 688, 3 700 629, 3 702 833, 3 732 175, 3,844,983, 3,856,712, 3,856,713, 3,869,058, 3,883,451, 3,888,799, and 3,888,800.
Es wurden bereits erfolglose Versuche gemacht, die zyklischen Verbindungen N,P,(0CgHc)£ und NTP3(c5H5)ß zu polymerisieren (Allcock, "Phosphorous-Nitrogen Compounds", Academic Press, 1972, S. 323-328). Die Polymerisation von ^ ■*?■*? 5C^H1- ist gelungen (Allcock et al, Macromolecules, Bd. 8, S. 337 (1975)). Unsuccessful attempts have already been made to polymerize the cyclic compounds N, P, (0CgHc) £ and N T P 3 ( c 5 H 5) ß (Allcock, "Phosphorous-Nitrogen Compounds", Academic Press, 1972, p. 323 -328). The polymerization of ^ ■ *? ■ *? 5C ^ H 1 - succeeded (Allcock et al, Macromolecules, Vol 8, p 337 (1975).).
Die erfindungsgemäßen Polymeren (I) unterscheiden sich darin wesentlich von dem Polymeren [NPCl2]n (Allcock et al, US-PS 3 370 020)The polymers (I) according to the invention differ significantly from the polymer [NPCl 2 ] n (Allcock et al, US Pat. No. 3,370,020).
7 0 CJ H Ί '-) / 1 0 η 7 7 0 C JH Ί '-) / 1 0 η 7
daß auf Je drei sich wiederholende Einheiten eine Einheit {■NPC1(OR*)3 anstelle einer Einheit-f-NPC^} vorliegt. Ebenso enthält das Polymere (II) regelmäßig vorliegende fNP(OR1)(OR2)}-Einheiten, im Gegensatz zu der völlig statistischen Verteilung in den bekannten Copolymeren.that for every three repeating units there is a unit {■ NPC1 (OR *) 3 instead of a unit-f-NPC ^}. The polymer (II) likewise contains regularly present f NP (OR 1 ) (OR 2 )} units, in contrast to the completely statistical distribution in the known copolymers.
Erfindungsgemäß wurde nun festgestellt, daß zyklische Polyphosphazene der FormelAccording to the invention it has now been found that cyclic polyphosphazenes of the formula
Cl ClCl Cl
T f ra T fra
clJclJ
in der R eine Gruppein the row a group
darstellt, wobei die Substituenten R,, falls sie vorliegen, in Meta- oder Parastellung des Phenoxykerns gebunden sind, χ eine Zahl von 0 bis 3, vorzugsweise 0 bis 1 bedeutet (und R, vorzugsweise in Parastellung gebunden ist, falls χ für 1 steht) und Jeder der Reste R, für sich eine lineare oder verzweigte niedere Alkylgruppe, vorzugsweise mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, wie eine Methyl-, Äthyl-, η-Butyl-, sec-Butyl- oder tert.-Butyl-, 2-Äthylhexyl- oder n-Nonylgruppe, eine niedere lineare oder verzweigte Alkoxygruppe, insbesondere mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, wie eine Methoxy-, Äthoxy- oder Butoxygruppe, ein Halogenatom, insbesondere ein Chlor-, Brom- oder Fluoratom, eine Cyangruppe oder eine Nitrogruppe oder eine substituierte Alkylgruppe oder Alkoxygruppe, die beispielsweise mit Nitro-, Cyan- oder niederen Alkoxygruppen oder Halogenatomen substituiert ist,represents, wherein the substituents R ,, if they are present, in Meta- or para position of the phenoxy nucleus are bound, χ a A number from 0 to 3, preferably 0 to 1 (and R, is preferably bonded in the para position, if χ is 1) and each of the radicals R is a linear or branched lower one Alkyl group, preferably having 1 to 10 carbon atoms, such as a Methyl, ethyl, η-butyl, sec-butyl or tert-butyl, 2-ethylhexyl or n-nonyl, a lower linear or branched one Alkoxy group, especially with 1 to 4 carbon atoms, such as a methoxy, ethoxy or butoxy group, a halogen atom, in particular a chlorine, bromine or fluorine atom, a cyano group or a nitro group or a substituted alkyl group or alkoxy group which is substituted, for example, with nitro, cyano or lower alkoxy groups or halogen atoms,
709839/ 1 OH?709839/1 OH?
unter Bildung von Polymeren polymerisiert werden können, die wiederkehrende Einheiten der nachstehenden Formel aufweisen.can be polymerized to form polymers that have recurring units of the formula below.
in der η mehr als etwa 2 bis etwa 600 oder darüber bedeutet und R die vorstehend gegebene Definition hat.in which η is more than about 2 to about 600 or more and R has the definition given above.
Die Polymeren der Formel (I) können weiter umgesetzt werden, wobei Homopolymere oder Copolymere mit wiederkehrenden Einheiten der nachstehenden Formel gebildet werden,The polymers of the formula (I) can be reacted further, with Homopolymers or copolymers with recurring units of the formula below are formed,
in der η und R die vorstehend gegebene Definition haben undin which η and R have the definition given above and
2 12 1
R für die gleiche Gruppe wie R steht oder eine davon verschiede ne Gruppe bedeutet und für eine niedere lineare oder verzweigte Alkylgruppe, vorzugsweise mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, eine niedere Alkarylgruppe, substituierte niedere Alkylgruppe, wie eine mit niederen Alkoxygruppen, Halogenatomen, Cyangruppen oder Nitrogruppen substituierte Alkylgruppe oder eine GruppeR stands for the same group as R or one of them is different denotes a group and represents a lower linear or branched alkyl group, preferably having 1 to 10 carbon atoms lower alkaryl group, substituted lower alkyl group such as one having lower alkoxy groups, halogen atoms, cyano groups or Nitro-substituted alkyl group or a group
<4 Z < 4 Z
steht, in der die Reste R , falls sie vorliegen, in Jeder sterisch möglichen Stellung des Phenoxykerns, vorzugsweise in Meta- oder Parastellung, gebunden sind, ζ eine Zahl von 0 bis 3, vorzugsweise 0 bis 1, bedeutet (und, falls ζ für 1 steht, R vorzugsweise in der Parastellung gebunden ist) und in der Jeder der Reste R^ für sich eine niedere geradekettige oder verzweigte Alkylgruppe, eine niedere geradekettige oder verzweigte Alkoxygrupper ein Halogenatom (vorzugsweise ein Chlor-, Brom- oder in which the radicals R, if present, are bonded in any sterically possible position of the phenoxy nucleus, preferably in the meta or para position, ζ denotes a number from 0 to 3, preferably 0 to 1 (and, if ζ denotes 1, R is preferably bonded in the para position) and in which each of the radicals R ^ is a lower straight-chain or branched alkyl group, a lower straight-chain or branched alkoxy group r a halogen atom (preferably a chlorine, bromine or
0 (i Π "ί 0I / 1 Π Π 7 0 ( i Π "ί 0 I / 1 Π Π 7
Fluoratom), eine Nitrogruppe, Cyangruppe oder substituierte Alkyl- oder Alkoxygruppe (die beispielsweise mit Nitro-, Cyangruppen, Halogenatomen oder niederen Alkoxygruppen substituiert sein kann) bedeutet.Fluorine atom), a nitro group, cyano group or substituted Alkyl or alkoxy group (for example with nitro, cyano groups, Halogen atoms or lower alkoxy groups may be substituted).
Zu Beispielen für die Gruppe OR gehören Methoxy-, Äthoxy-, Propoxy-, n-Butoxy-, sec.-Butoxy-, tert.-Butoxy-, Octyl-, Phenoxy-, Tolyloxy-, Xylyloxy-, Benzyl-, Phenäthyloxygruppen, Chlor- oder Brom atome, Methoxyphenoxy-, Propoxyphenoxy-, p-Nitrophenoxy-, OCH2GF,,-, OCH2C3F7-, OCH2C3FgCF2H-, 2,2,3,3-Tetrafluorpropoxy-, 3,^-Dichlorphenoxy-, 4-Bromphenoxy-, 2-Chloräthylphenoxy-, 2-Chloräthoxyphenoxygruppen und dergleichen.Examples of the group OR include methoxy, ethoxy, propoxy, n-butoxy, sec-butoxy, tert-butoxy, octyl, phenoxy, tolyloxy, xylyloxy, benzyl, phenethyloxy groups, Chlorine or bromine atoms, methoxyphenoxy, propoxyphenoxy, p-nitrophenoxy, OCH 2 GF ,, -, OCH 2 C 3 F 7 -, OCH 2 C 3 FgCF 2 H-, 2,2,3,3-tetrafluoropropoxy -, 3, ^ - dichlorophenoxy, 4-bromophenoxy, 2-chloroethylphenoxy, 2-chloroethoxyphenoxy and the like.
Es wird zwar bevorzugt, daß sämtliche Reste R gleiche Reste sindIt is preferred that all R groups are the same
2
und daß sämtliche Reste R gleiche Reste sind; gemäß einer AusfUhrungsform
der Erfindung können Jedoch die Reste R gemischt sein und/oder die Reste R gemischt sein. Diese Gemische können
Gemische aus verschiedenen Substituenten oder Gemische aus verschiedenen Stellungsisomeren darstellen. Bei der Herstellung von
speziellen Polymeren muß die sterische Hinderung berücksichtigt werden. So ist es beispielsweise für den Fachmann leicht ersichtlich,
daß die sterische Hinderung es erfordert, daß nicht relativ voluminöse Gruppen in der Orthosteilung des Phenoxyrings vorliegen,
da, wie nachstehend erläutert wird, die Gruppe R2 durch
Umsetzung eines substituierten Metallphenoxids mit einem Chloratom an dem Phosphoratom gebildet wird. Es ist natürlich wünschenswert,
daß Gruppen, die eine solche Substitutionsreaktion sterisch behindern, weggelassen werden. Abgesehen von der vorstehend erläuterten
Bedingung ist die Auswahl der verschiedenen Reste R aufgrund dieser Erläuterungen für den Fachmann offensichtlich.2
and that all radicals R are the same radicals; According to one embodiment of the invention, however, the radicals R can be mixed and / or the radicals R can be mixed. These mixtures can represent mixtures of different substituents or mixtures of different positional isomers. When making special polymers, steric hindrance must be taken into account. For example, it is readily apparent to those skilled in the art that steric hindrance requires that relatively bulky groups not be present in the ortho division of the phenoxy ring, since, as will be explained below, the group R 2 is formed by reacting a substituted metal phenoxide with a chlorine atom on the Phosphorus atom is formed. It is of course desirable that groups which sterically impede such a substitution reaction are omitted. Apart from the condition explained above, the choice of the various radicals R is obvious to the person skilled in the art on the basis of these explanations.
Die sich wiederholenden Einheiten des Polymeren II können durch folgende Formeln dargestellt werden : The repeating units of polymer II can be represented by the following formulas:
709839/ 100?709839/100?
P =NP = N
(VI)(VI)
undand
OR2 ρ =N OR2 OR 2 ρ = N OR 2
(V)(V)
2n2n
wobei das Verhältnis der Einheit IV zu der Einheit V 1:2 beträgt, da die sich wiederholende Einheit durch Ringöffnung des Triphosphazens (III) entsteht. Beispielsweise sind typische Polymerblöcke einer oder mehrere der nachstehend angegebenen Blöcke wherein the ratio of unit to unit IV V is 1: 2, since the repeating unit formed by ring opening of the Triphosphazens (III). For example, typical polymer blocks are one or more of the blocks given below
OR1 OR 1
i
- ρ =K-i
- ρ = K-
OR2 OR 2
=N-= N-
OR'OR '
=N-= N-
OR'OR '
-P =N-OR"* -P = N-OR "*
OR1 OR 1
I
-P =11-I.
-P = 11-
OR2 OR 2
OR2 OR 2
-P =N--P = N-
1 2
ORZ 1 2
OR Z
I -PI -P
1 OR 1 OR
=N -= N -
OR2 OR 2
-P =11-P = 11
I 2 OR'2 I 2 OR ' 2
0RJ 0R J
OR"OR "
oderor
—' η- 'η
709839/ 1002709839/1002
Die vorstehend beschriebenen Polymeren Π sowie auch entsprechende Polymere, welche die nachstehend mit W bezeichneten reaktiven Zentren aufweisen, können mit Hilfe von freie Radikale bildenden Initiatoren, beispielsweise Peroxiden, bei mäßigen Temperaturen, beispielsweise 93 bis 177°C, vernetzt und/oder gehärtet werden, wobei die Initiatoren in üblichen Mengen verwendet werden und übliche Methoden und Vorrichtungen angewendet werden.The polymers described above Π as well as corresponding Polymers which have the reactive centers designated below with W can form free radicals with the aid of Initiators, for example peroxides, are crosslinked and / or cured at moderate temperatures, for example 93 to 177 ° C, the initiators being used in customary amounts and customary methods and devices being used.
Die erfindungsgemäßen Copolymeren können geringe Mengen an Substituenten W enthalten, welche in statistischer Verteilung einenThe copolymers according to the invention can contain small amounts of substituents W, which in statistical distribution have a
2
Teil der Gruppen -OR ersetzen, so daß beispielsweise Einheiten der folgenden Formeln vorliegen können2
Replace part of the -OR groups so that, for example, units of the following formulas can be present
0RJ 0R J
und —and -
OR'OR '
I WI W
N --N -
in denen W eine Gruppe bedeutet, die zu einer chemischen Vernetzungsreaktion befähigt ist, wie einen olefinisch ungesättigten, vorzugsweise äthylenisch ungesättigten einwertigen Rest, der eine Gruppe aufweist, die bei relativ mäßigen Temperaturen zu einer weiteren Reaktion befähigt ist, wobei das Verhältnis von W zuin which W represents a group that leads to a chemical crosslinking reaction is capable, such as an olefinically unsaturated, preferably ethylenically unsaturated monovalent radical, the one Having group which is capable of a further reaction at relatively moderate temperatures, the ratio of W to
(R +R) weniger als etwa 1:5 beträgt. Zu Beispielen für Gruppen W gehören -OCH=CH2; -OR5CH=CH2; -0-C=CH2; -OR5CF=CF2 und ähnliche(R + R) is less than about 1: 5. Examples of groups W include -OCH = CH 2 ; -OR 5 CH = CH 2 ; -0-C = CH 2 ; -OR 5 CF = CF 2 and the like
Gruppen, die Unsättigung aufweisen, in denen die Reste R5 und Rg aliphatlsche oder aromatische Reste darstellen und Rg vorzugsweise für die Gruppe -CH2- steht. Diese Gruppen sind befähigt, bei mäßigen Temperaturen (beispielsweise 93 bis 1770C) in Gegenwart von radikalbildenden Initiatoren, üblichen schwefelhaltigen Här-Groups which have unsaturation, in which the radicals R 5 and Rg represent aliphatic or aromatic radicals and Rg preferably represents the group —CH 2 -. These groups are able, at moderate temperatures (for example 93 to 177 0 C) in the presence of radical-forming initiators, customary sulfur-containing hardeners
mn?mn?
tungs- oder Vulkanisationszusätzen, die auf dem Kautschukgebiet bekannt sind, oder anderer Reagentien, häufig selbst in Abwesenheit von Beschleunigern, eine weitere Reaktion einzugehen. Zu diesem Zweck können übliche Methoden und Verarbeitungsvorrichtungen angewendet werden.processing or vulcanization additives known in the rubber art, or other reagents, often even in their absence of accelerators to have a further reaction. Usual methods and processing devices can be used for this purpose be applied.
Zu Beispielen für geeignete freie Radikale bildende Initiatoren gehören Benzoylperoxid, Bis-(2,4-dichlorbenzoylperoxid), Di-tert.-butylperoxid, Dicumylperoxid, 2,5-Dimethyl-(2,5-di-tert.-butylperoxy)-hexan, t-Butylperbenzoat, 2,5-Dimethyl-2,5-di-(tert.-butylperoxy)-heptin-3 und l,l-Bis-(tert.-butylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexan. Die zur Vernetzung geeigneten allgemeinen Peroxidklassen umfassen somit Diacylperoxide, Peroxyester und Dialkylperoxide. Examples of suitable free radical initiators include benzoyl peroxide, bis (2,4-dichlorobenzoyl peroxide), di-tert-butyl peroxide, Dicumyl peroxide, 2,5-dimethyl- (2,5-di-tert-butylperoxy) -hexane, t-butyl perbenzoate, 2,5-dimethyl-2,5-di- (tert-butylperoxy) -heptine-3 and 1,1-bis (tert-butylperoxy) -3,3,5-trimethylcyclohexane. The general classes of peroxide suitable for crosslinking thus include diacyl peroxides, peroxyesters and dialkyl peroxides.
Zu Beispielen für schwefelhaltige Härtungssysteme oder Härtungssysteme vom Schwefeltyp gehören Vulkanisationsmittel, wie Schwefel, Schwefelmonochlorid, Selen, Tellur, Thiuramdisulfide, p-Chinondioxime, Polysulfide und Alkylphenolsulfide. Die vorstehend angegebenen Vulkanisationsmittel können zusammen mit Beschleunigern, wie Aldehydaminen, Thiocarbamaten, Thiuramsulfiden, Guanidinen und Thiazolen, und Beschleuniger-Aktivatoren, wie Zinkoxid oder Fettsäuren, z.B. Stearinsäure, verwendet werden.Examples of sulfur-containing curing systems or sulfur-type curing systems include vulcanizing agents such as sulfur, Sulfur monochloride, selenium, tellurium, thiuram disulfide, p-quinone dioxime, Polysulfides and alkyl phenol sulfides. The vulcanizing agents specified above can be used together with accelerators, such as aldehyde amines, thiocarbamates, thiuram sulfides, guanidines and thiazoles, and accelerator activators such as Zinc oxide or fatty acids such as stearic acid can be used.
Es ist außerdem möglich, als Gruppe W in den vorstehenden Formeln einwertige Reste anzuwenden, die durch die nachstehenden FormelnIt is also possible to use, as the W group in the above formulas, monovalent radicals represented by the formulas below
(1) oder (2) dargestellt werden:(1) or (2) are represented:
7 8
(1) -OSi(OR )^R und andere ähnliche Reste, die eine oder mehrere7 8
(1) -OSi (OR) ^ R and other similar radicals containing one or more
QQQQ
mit Silicium verknüpfte reaktive Gruppen enthalten, (2) -OR NR H und andere Reste, die reaktive -NH-Verknüpfungen enthalten. Incontain reactive groups linked to silicon, (2) -OR NR H and other radicals containing reactive -NH linkages. In
7 8 Q diesen Resten bedeuten die Gruppen R , R und R jeweils aliphatische, aromatische Gruppen und Acylreste. Wie die vorstehend erläuterten Gruppen sind diese Gruppen zu einer weiteren Reaktion bei mäßigen Temperaturen in Gegenwart von Verbindungen befähigt, die eine Vernetzung verursachen. Häufig ist für die Härtung das Vorliegen eines Katalysators wünschenswert. Die Einführung von Gruppen, wie der Gruppe W, in Polyphosphazene,7 8 Q of these radicals are the groups R, R and R each aliphatic, aromatic groups and acyl radicals. Like the groups discussed above, these groups are subject to further reaction at moderate temperatures in the presence of compounds that cause crosslinking. This is often the case for hardening The presence of a catalyst is desirable. The introduction of groups, such as group W, into polyphosphazenes,
wird in den US-Patentschriften 3 888 799, 3 702 833 und 3 844 983 beschrieben. Die dort beschriebenen Verfahren sind ftlr die Zwecke der Erfindung geeignet.is described in U.S. Patents 3,888,799, 3,702,833 and 3,844,983. The procedures described there are suitable for the purposes of the invention.
Die Menge der in den Copolymeren vorliegenden Gruppen W beeinflußt die Verarbeitbarkeit, Rauchbildung, Einfriertemperatur und eine Anzahl anderer Eigenschaften der Copolymeren. Dieses Verhältnis beeinflußt ferner die Fähigkeit des Copolymeren, aufgeschäumt zu werden, und die Eigenschaften, wie die Starrheit dsr gebildeten Schaumstoffe.The amount of the groups W present in the copolymers influences the processability, smoke generation, glass transition temperature and a number of other properties of the copolymers. This Ratio also affects the ability of the copolymer to be foamed and properties such as rigidity dsr formed foams.
Die zyklischen Polyphosphazene der Formel III können beispielsweise nach dem allgemeinen Reaktionsschema hergestellt werden, das von Dell et al, "Phosphorous Nitrogen Compounds Part XIII Phenoxy and p-Bromophenoxy-Chlorocyclotriphosphazatrienes", J. Chem. Soc. (1965) 4070-4073, beschrieben wird.The cyclic polyphosphazenes of the formula III can, for example be prepared according to the general reaction scheme described by Dell et al, "Phosphorous Nitrogen Compounds Part XIII Phenoxy and p-Bromophenoxy-Chlorocyclotriphosphazatrienes ", J. Chem. Soc. (1965) 4070-4073.
Bei dieser Verfahrensweise wird allgemein das Natriumsalz des gewünschten Phenols (HOR , worin R die vorstehend gegebene Definition hat) in einem geeigneten Lösungsmittel, wie Tetrahydrofuran oder Dioxan, hergestellt. Dieses Phenoxid wird dann langsam zu dem Trimeren, Hexachloreyclotripnosphasen in einem geeigneten Lösungsmittel, wie vorstehend angegeben, zugesetzt. Diese Reaktion wird bei niederer Temperatur durchgeführt, um Nebenreaktionen zu unterdrücken. Die Verwendung von wesentlichen Mengen des Lösungsmittels fördert außerdem die Bildung eines gleichförmigen Produkts. Das erhaltene Produkt wird dann isoliert. Gemäß einer bevorzugten Verfahrensweise der Isolierung wird das Reaktionslösungsmittel durch ein wasserunmischbares Lösungsmittel ersetzt und die Lösung wird nacheinander mit verdünnter Säure, verdünnter Base und Wasser gewaschen, um nichtumgesetzte Ausgangsmaterialien und Nebenprodukte zu entfernen. Die organische Schicht wird dann der Vakuumdestillation unterworfen.This procedure generally uses the sodium salt of the desired phenol (HOR, where R is as defined above hat) in a suitable solvent such as tetrahydrofuran or dioxane. This phenoxide then becomes slow to the trimer, hexachloro cyclotripnosphases in a suitable Solvent as indicated above was added. This reaction is carried out at a low temperature to avoid side reactions to suppress. The use of substantial amounts of the solvent also promotes the formation of a uniform Product. The product obtained is then isolated. According to a preferred method of isolation, the Reaction solvent is replaced by a water-immiscible solvent and the solution is successively diluted with Acid, dilute base and water washed to remove unreacted starting materials and by-products. The organic Layer is then subjected to vacuum distillation.
Die Herstellung von zyklischen Phosphazenen der Formel III wird durch die nachstehenden Beispiele erläutert.The preparation of cyclic phosphazenes of the formula III is illustrated by the examples below.
709 8 39/10Π2709 8 39 / 10-2
Natriumphenoxid wurde durch Umsetzung von 8,0 Teilen Natrium mit 44,0 Teilen Phenol in 1800 Teilen Tetrahydrofuran hergestellt. 120,0 Teile Hexachlorcyclotriphosphazen wurden zusammen mit 1000 Teilen Tetrahydrofuran in ein Reaktionsgefäß gegeben und das Gemisch wurde auf -780C gekühlt. Zu dem gerührten Reaktionsgefäß wurde tropfenweise während einer Dauer von 3 Stunden die vorher hergestellte Natriumphenoxidlösung zugefügt, während die Temperatur bei -780C gehalten wurde, bis die Zugabe vervollständigt war. Das Reaktionsgemisch wurde dann auf Raumtemperatur erwärmen gelassen.Sodium phenoxide was made by reacting 8.0 parts of sodium with 44.0 parts of phenol in 1,800 parts of tetrahydrofuran. 120.0 parts hexachlorocyclotriphosphazene was added together with 1000 parts of tetrahydrofuran in a reaction vessel and the mixture was cooled to -78 0 C. To the stirred reaction vessel, the Natriumphenoxidlösung previously prepared was added dropwise while the temperature was maintained at -78 0 C, was completed by the addition over a period of 3 hours. The reaction mixture was then allowed to warm to room temperature.
Das Reaktionsgemisch wurde dann in folgender Weise aufgearbeitet : Das Lösungsmittel wurde verdampft und das erhaltene öl wurde in Petroläther gelöst. Die Ätherlösung wurde mit 5 %iger wässriger Chlorwasserstoffsäure und danach mit 5 %igem wässrigem Natriumbicarbonat gewaschen, wonach mehrere Wasserwäschen folgten. Der Petroläther wurde dann verdampft und das erhaltene öl wurde der Vakuumdestillation unterworfen, wobei Phenoxypentachlortriphosphazen erhalten wurde (Kp. 740C bei 0,07 mm Hg).The reaction mixture was then worked up in the following manner: the solvent was evaporated and the oil obtained was dissolved in petroleum ether. The ether solution was washed with 5% aqueous hydrochloric acid and then 5% aqueous sodium bicarbonate, followed by several water washes. The petroleum ether was then evaporated and the oil obtained was subjected to vacuum distillation, to obtain Phenoxypentachlortriphosphazen (Kp. 74 0 C at 0.07 mm Hg).
Elementaranalyse :Elemental analysis:
Theoretisch : C 17,78, H 1,24, N 10,37, P 22,93 Gefunden : C 17,65, H 1,24, N 10,44, P 22,88Theoretical: C 17.78, H 1.24, N 10.37, P 22.93 Found: C 17.65, H 1.24, N 10.44, P 22.88
Beispiel 2
N3P3Cl5(OC6H4-P-F) Example 2
N 3 P 3 Cl 5 (OC 6 H 4 -PF)
Natrium-p-fluorphenoxLd wurde durch Umsetzung von 4 Teilen Natrium mit 26,9 Teilen p-Fluorphenol in 900 Teilen Tetrahydrofuran hergestellt. Sodium p-fluorophenoxide was made by reacting 4 parts of sodium with 26.9 parts of p-fluorophenol in 900 parts of tetrahydrofuran.
60 Teile Hexachlorcyclotriphosphazen wurden zusammen mit 500 Teilen Tetrahydrofuran in ein Reaktionsgefäß gegeben und das Gemisch wurde auf -780C gekühlt. Die vorher hergestellte Lösung von Natrium-p-fluorphenoxid wurde wie in Beispiel 1 tropfenweise60 parts of hexachlorocyclotriphosphazene were added together with 500 parts of tetrahydrofuran in a reaction vessel and the mixture was cooled to -78 0 C. The previously prepared solution of sodium p-fluorophenoxide was added dropwise as in Example 1
70983Π/1Π0?70983Π / 1Π0?
zugefügt und umgesetzt. Das erhaltene Produkt wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 1 aufgearbeitet, wobei p-Fluorphenoxypentachlorcyclotriphosphazen erhalten wurde (Kp. 1070C bei 0,02 nun Hg),added and implemented. The product obtained was worked up in the same way as in Example 1, p-fluorophenoxypentachlorocyclotriphosphazene being obtained (boiling point 107 ° C. at 0.02 now Hg),
Elementaranalyse :Elemental analysis:
Theoretisch : C 17,02, H 0,95, N 9,93, P 21,94 Gefunden : C 17,36, H 1,00, N 9,86, P 21,85Theoretical: C 17.02, H 0.95, N 9.93, P 21.94 Found: C 17.36, H 1.00, N 9.86, P 21.85
Beispiel 3
N3P3Cl5(OC6H5-P-Cl) Example 3
N 3 P 3 Cl 5 (OC 6 H 5 -P-Cl)
Unter Verwendung von p-Chlorphenoxid wurde mit Hilfe der in Beispiel 1 beschriebenen Verfahrensweise p-Chlorphenoxypentachlorcyclotriphosphazen hergestellt (Kp. 1260C bei 0,25 mm Hg).Using p-chlorophenoxide, p-chlorophenoxypentachlorocyclotriphosphazene was produced with the aid of the procedure described in Example 1 (boiling point 126 ° C. at 0.25 mm Hg).
Elementaranalyse :Elemental analysis:
Theoretisch : C 16,39, H 0,90, N 9,56, P 21,13 Gefunden : C 16,34, H 0,82, N 9,42, P 21,05Theoretical: C 16.39, H 0.90, N 9.56, P 21.13 Found: C 16.34, H 0.82, N 9.42, P 21.05
Unter Verwendung von Na-p-Methylphenoxid wurde mit Hilfe der in Beispiel 1 beschriebenen Verfahrensweise p-Methylphenoxypentachlorcyclotriphosphazen hergestellt (Kp. 1300C bei 0,05 mm Hg).Using Na-p-methylphenoxide, p-methylphenoxypentachlorocyclotriphosphazene was produced with the aid of the procedure described in Example 1 (boiling point 130 ° C. at 0.05 mm Hg).
Elementaranalyse :Elemental analysis:
Theoretisch : C 20,05, H 1,68, N 10,02, P 22,16 Gefunden : C 20,18, H 1,69, N 10,08, P 22,09Theoretically: C 20.05, H 1.68, N 10.02, P 22.16 Found: C 20.18, H 1.69, N 10.08, P 22.09
Beispiel 5
N2P3Cl5(OC6H4-P-OCH3) Example 5
N 2 P 3 Cl 5 (OC 6 H 4 -P-OCH 3 )
Unter Verwendung von Natriura-p-methoxyphenoxid wurde nach der in Beispiel 1 beschriebenen Verfahrensweise p-Methoxyphenoxypentachlorcyclotriphosphazen hergestellt (Kp. 1210C bei 0,025 mm Hg).Using Natriura-p-p-methoxyphenoxide Methoxyphenoxypentachlorcyclotriphosphazen was prepared by the procedure described in Example 1 (bp. 121 0 C at 0.025 mm Hg).
■■- η ο ; .; -ί / "Ι 11 Γ; ~*■■ - η ο; .; -ί / "Ι 11 Γ; ~ *
Elementaranalyse :Elemental analysis:
Theoretisch : C 19,31, H 1,62, N 9,65, P 21,34 Gefunden : C 19,58, H 1,79, N 9,67, P 21,43Theoretical: C 19.31, H 1.62, N 9.65, P 21.34 Found: C 19.58, H 1.79, N 9.67, P 21.43
In gleicher Weise wie in den vorstehend beschriebenen Beispielen können andere zyklische Trimere (III) hergestellt werden.Other cyclic trimers (III) can be prepared in the same manner as in the examples described above.
Die Polymeren (I) werden durch thermische Polymerisation der zyklischen Triphosphazene durch Erhitzen auf eine Temperatur von etwa 2000C während einer Dauer von 72 Stunden bis 3000C während einer Dauer von 30 Minuten hergestellt. Das heißt, die Verbindungen werden während einer Dauer von etwa 30 Minuten bis 72 Stunden auf eine Temperatur im Bereich von etwa 2000C bis etwa 3000C erhitzt, wobei höhere Temperaturen kürzere Kontaktzeiten und niedrigere Temperaturen längere Kontaktzeiten erfordern. Die Verbindungen müssen während einer solchen Dauer erhitzt werden, daß nur eine geringe Menge des nichtumgesetzten Ausgangsmaterials verbleibt und eine überwiegende Menge eines Hochpolymeren gebildet worden ist. Ein solches Ergebnis wird im allgemeinen unter Einhaltung der vorstehend erläuterten Bedingungen von Temperatur und Kontaktzeit erreicht.The polymers (I) are produced by thermal polymerization of the cyclic triphosphazenes by heating to a temperature of about 200 ° C. for a period of 72 hours to 300 ° C. for a period of 30 minutes. That is to say, the compounds are heated to a temperature in the range from about 200 ° C. to about 300 ° C. for a period of about 30 minutes to 72 hours, higher temperatures requiring shorter contact times and lower temperatures requiring longer contact times. The compounds must be heated for a time such that only a small amount of the unreacted starting material remains and a predominant amount of a high polymer has been formed. Such a result is generally achieved by observing the conditions of temperature and contact time explained above.
Es wird bevorzugt, daß die thermische Polymerisation in Gegenwart eines Inertgases, wie Stickstoff, Neon, Argon oder unter Vakuum, beispielsweise von etwa 10 mm Hg, durchgeführt wird, da die Reaktion in Gegenwart von Luft nur langsam verläuft. Die Verwendung eines solchen Gases ist jedoch nicht kritisch. Das Vorliegen von Feuchtigkeit wird vorzugsweise ebenfalls vermieden.It is preferred that the thermal polymerization in the presence of an inert gas such as nitrogen, neon, argon or under vacuum, for example of about 10 mm Hg, since the reaction is slow in the presence of air. The usage however, such a gas is not critical. The presence of moisture is also preferably avoided.
Das Polymerisationsverfahren erfolgt nach der Methode, die für die Polymerisation von {NPC1,,}, in der US-PS 3 370 020 beschrieben ist.The polymerization process is carried out according to the method described for the polymerization of {NPC1 ,,} in US Pat. No. 3,370,020 is.
Die durch das thermische Polymerisationsverfahren gebildeten Polymeren liegen in Form eines Polymergemisches aus verschiedenen Polymeren mit unterschiedlichen Kettenlängen vor. Das heißt, daß dasThe polymers formed by the thermal polymerization process are in the form of a polymer mixture of different polymers with different chain lengths. That means that
7noRiq /1 nn?7noRiq / 1 nn?
Produkt der thermischen Polymerisation ein Gemisch von Polymeren der Formel IThe product of the thermal polymerization is a mixture of polymers of the formula I
darstellt, in der η im Bereich von etwa 2 bis etwa 600 oder darüber liegt. So kann beispielsweise das zurückgewonnene Polymerisationsmedium geringe Mengen eines Polymeren, in dem η 2 bedeutet, und überwiegende Mengen eines Polymeren enthalten, in welchem η 600 oder mehr bedeutet. Das Medium kann außerdem Polymere, die aus 3 bis 599 oder mehr wiederkehrenden Einheiten bestehen, enthalten. Das gesamte Gemisch aus Polymeren kann das Ausgangsmaterial zur Herstellung des Polymeren (II) darstellen.where η ranges from about 2 to about 600 or more. For example, the recovered polymerization medium small amounts of a polymer in which η means 2, and contain predominant amounts of a polymer in which η means 600 or more. The medium can also contain polymers consisting of 3 to 599 or more repeating units, contain. The entire mixture of polymers can represent the starting material for the production of the polymer (II).
Die Polymeren (I) zeigen ausgezeichnete elastomere Eigenschaften, sind jedoch instabil gegenüber der Feuchtigkeit der Atmosphäre.The polymers (I) show excellent elastomeric properties but are unstable to the humidity of the atmosphere.
Nachstehend werden einige Beispiele für die Herstellung der Polymeren (I) beschrieben. Diese Beispiele sollen lediglich zur Erläuterung der Erfindung, nicht jedoch zur Beschränkung dienen.Below are some examples of the preparation of the polymers (I). These examples are only intended to illustrate the invention, but not to limit it.
Ein Anteil des Trimeren aus Beispiel 1 wurde mit Hilfe von Inertgas von Sauerstoff befreit und unter 10 mm Hg in ein geeignetes dickwandiges Reaktionsgefäß eingeschlossen und 15 Stunden auf 25O°C erhitzt. Die Polymerisation wurde zu diesem Zeitpunkt beendet, da eine Glaskugel mit einem Durchmesser von 1,27 cm aufgrund der erhöhten Viskosität der geschmolzenen Masse sich nicht mehr bewegte, wenn das Gefäß umgedreht wurde. Die Beendigung erfolgte durch Abkühlung des Gefäßes auf Raumtemperatur. Das erhaltene Polymere hatte eine Einfriertemperatur Tg von -49,1°C.A portion of the trimer from Example 1 was freed of oxygen with the aid of inert gas and transferred to a suitable one below 10 mm Hg Thick-walled reaction vessel enclosed and heated to 250 ° C for 15 hours. The polymerization was at this point ended as a glass ball with a diameter of 1.27 cm due to the increased viscosity of the molten mass stopped moving when the jar was turned over. It was terminated by cooling the vessel to room temperature. The polymer obtained had a glass transition temperature Tg of -49.1 ° C.
Elementaranalyse :Elemental analysis:
Gefunden (%) : C 17,62, H 1,20, N 10,28, P 23,12Found (%): C 17.62, H 1.20, N 10.28, P 23.12
709839/ 1002709839/1002
spiels 2 8 Stunden bei 25O0C thermisch polymerisiert. Das gebilplay 2 8 hours at 25O 0 C thermally polymerized. That gebil
In gleicher Weise wie in Beispiel 6 wurde das Trimere des Bei-In the same way as in Example 6, the trimer of the
sh I dete Polymere hatte eine Tg von -47,60C.sh I had finished polymers have a Tg of -47.6 0 C.
In gleicher Weise wie in Beispiel 6 wurde das Trimere des Beispiels 3 10 Stunden bei 250 C thermisch polymerisiert. Das erhaltene Polymere hatte eine Tg von -39f3 C.In the same way as in Example 6, the trimer of Example 3 was thermally polymerized at 250 ° C. for 10 hours. The polymer obtained had a Tg of -39 f 3 C.
Elementaranalyse :Elemental analysis:
Gefunden : C 16,29, H 0,82, N 9,49, P 21,05Found: C 16.29, H 0.82, N 9.49, P 21.05
In gleicher Weise wie in Beispiel 6 wurde das Triraere des Beispiels 4 18 Stunden bei 2500C thermisch polymerisiert. Das erhaltene Polymere hatte eine Tg von -44,2°C.In the same manner as in Example 6, the Triraere of the example was thermally polymerized for 4 18 hours at 250 0 C. The polymer obtained had a Tg of -44.2 ° C.
P3Cl5(OC6H4-P-OCH3 )} n P 3 Cl 5 (OC 6 H 4 -P-OCH 3 )} n
In gleicher Weise wie in Beispiel 6 wurde das Trimere des Bei-In the same way as in Example 6, the trimer of the
:h tene Polymere hatte eine Tg von -43,70C.: h tene polymers had a Tg of -43.7 0 C.
spiels 5 6 Stunden bei 25O°C thermisch polymerisiert. Das erhal-For example, thermally polymerized for 5 6 hours at 25O ° C. The get-
Die Polymeren (II) werden mit Hilfe eines Verfahrens gebildet, bei dem das Polymerengemisch (I), das in der thermischen Polymerisationsstufe erhalten wird, mit einem Gemisch von Verbindungen der Formeln The polymers (II) are formed with the aid of a process in which the polymer mixture (I), which is obtained in the thermal polymerization stage, is mixed with a mixture of compounds of the formulas
M(OR )v und gewünschtenfallsM (OR) v and if desired
M(W)V
709839/1002 M (W) V
709839/1002
behandelt wird, in denen M Lithium, Natrium, Kalium, Magnesium oder Calcium bedeutet, ν der Wertigkeit des Metalls M entsprichtis treated, in which M means lithium, sodium, potassium, magnesium or calcium, ν corresponds to the valence of the metal M.
ρ
und -OR und W die vorstehend angegebene Bedeutung haben.ρ
and -OR and W have the meanings given above.
Das Polymerengemisch wird mit dem Gemisch der Metallverbindungen bei einer Temperatur und während einer Dauer behandelt, die im Bereich von etwa 250C während 7 Tagen bis etwa 2000C während 3 Stunden liegen.The polymer mixture is treated with the mixture of metal compounds at a temperature and for a time which is in the range from about 25 ° C. for 7 days to about 200 ° C. for 3 hours.
Wie bei der vorstehend erläuterten Polymerisationsstufe wird auch hier das Polymerengemisch mit den Alkali- oder Erdalkalimetallverbindungen bei einer Temperatur im Bereich von etwa 25 C bis etwa 200°C während etwa 3 Stunden bis 7 Tagen behandelt, wobei niedrigere Temperaturen längere Reaktionszeiten erfordern und höhere Temperaturen kürzere Reaktionszeiten ermöglichen. Diese Bedingungen werden natürlich so angewendet, daß die Reaktion möglichst vollständig abläuft, d.h., daß der vollständige Ersatz der Chloratome in dem Polymerengemisch durch die entsprechenden Estergruppen der als Ausgangsmaterialien verwendeten Alkali- oder Erdalkaliverbindungen gewährleistet ist.As in the above-explained polymerization stage, the polymer mixture is also here with the alkali or alkaline earth metal compounds treated at a temperature in the range of about 25 ° C to about 200 ° C for about 3 hours to 7 days, wherein lower temperatures require longer reaction times and higher temperatures allow shorter reaction times. These Conditions are, of course, applied in such a way that the reaction proceeds as completely as possible, i.e. that the complete replacement of the chlorine atoms in the polymer mixture by the corresponding ester groups of the alkali or alkali used as starting materials Alkaline earth compounds is guaranteed.
Die vorstehend erläuterte Veresterungsstufe wird in Gegenwart eines Lösungsmittel durchgeführt. Das für die Veresterungsstufe verwendete Lösungsmittel muß einen relativ hohen Siedepunkt (beispielsweise etwa 1150C oder darüber) haben und sollte ein Lösungsmittel sowohl für das Polymere, als auch für die Alkalioder Erdalkalimetallverbindungen darstellen. Außerdem muß das Lösungsmittel im wesentlichen wasserfrei sein, d.h., in dem Lösungsmittel oder den Metallverbindungen darf nicht mehr Wasser vorliegen, als zu einem Wasseranteil von etwa 1 Gew.-% in dem Reaktionsgemisch führt. Das Vermeiden des Vorliegens von Wasser in dem System ist erforderlich, um die Reaktion der verfügbaren Chloratome in dem Polymeren mit Wasser zu verhindern. Zu Beispielen für geeignete Lösungsmittel gehören Diglyme, Triglyme, Tetraglyme, Toluol und Xylol. Die Menge des verwendeten Lösungsmittels ist nicht kritisch und es kann Jede Menge angewendet werden, dieThe esterification step explained above is carried out in the presence of a solvent. The solvent used for the esterification stage must have a relatively high boiling point have (for example, about 115 0 C or above) and a solvent should represent both the polymers, as well as for the alkali metal or alkaline earth metal compounds. Additionally, the solvent must be substantially anhydrous, that is, must not be more water in the solvent or metal compounds, but to a water content of about 1 wt -% leads in the reaction mixture.. Avoiding the presence of water in the system is necessary to prevent the reaction of the available chlorine atoms in the polymer with water. Examples of suitable solvents include diglyme, triglyme, tetraglyme, toluene and xylene. The amount of solvent used is not critical and any amount can be employed
zum Lösen des chloridhaltigen Polymerengemisches ausreicht. Sowohl das Polymerengemisch, als auch die Alkali- oder Erdalkalimetallverbindungen können in Form einer Lösung in einem inerten organischen Lösungsmittel verwendet werden. Es wird jedoch bevorzugt, daß mindestens eines der Ausgangsmaterialien in Form einer Lösung in einem Lösungsmittel eingesetzt wird, welches auch ein Lösungsmittel für das Polymerengemisch darstellt.sufficient to dissolve the chloride-containing polymer mixture. As well as the polymer mixture, as well as the alkali or alkaline earth metal compounds can be in the form of a solution in an inert organic solvents can be used. However, it is preferred that at least one of the starting materials is in the form of a Solution is used in a solvent, which is also a solvent for the polymer mixture.
Die verwendete Menge der Alkalimetall- oder Erdalkalimetallverbindung(en) sollte mindestens stöchiometrisch äquivalent der Anzahl cJer verfügbaren Chloratome in dem Polymerengemisch sein. Es wird jedoch bevorzugt, einen Überschuß der Metallverbindungen zu verwenden, um eine vollständige Umsetzung sämtlicher verfügbarer Chloratome zu gewährleisten. Wenn ein Gemisch aus Metallverbindungen verwendet wird, so bestimmt im allgemeinen das Verhältnis der einzelnen Alkalimetall- oder Erdalkalimetallverbindungen in dem kombinierten Gemisch das Verhältnis der Gruppen, die mit der Polymerenhauptkette verknüpft werden. Es ist jedoch für den Fachmann leicht ersichtlich, daß die Art und insbesondere die sterische Konfiguration der verwendeten Metallverbindungen die relativen Reaktivitäten beeinflussen kann. Das Mischungsverhält-The amount of alkali metal or alkaline earth metal compound (s) used should be at least stoichiometrically equivalent to the number of cJers be available chlorine atoms in the polymer mixture. It will, however prefers to use an excess of the metal compounds in order to achieve complete conversion of all available chlorine atoms to ensure. If a mixture of metal compounds is used, it is generally the ratio of the individual that determines Alkali metal or alkaline earth metal compounds in the combined mixture, the ratio of groups associated with the Polymer main chain are linked. However, it is readily apparent to those skilled in the art that the type, and in particular the steric configuration of the metal compounds used can influence the relative reactivities. The mixing ratio
nis der gemischten Reste R in dem veresterten Produkt kann demnach erforderlichenfalls durch Einsetzen eines stöchiometrisehen Überschusses der langsamer reagierenden Metallverbindung geregelt werden.nis of the mixed radicals R in the esterified product can accordingly if necessary, regulated by using a stoichiometric excess of the more slowly reacting metal compound will.
Zu Beispielen für Alkali- oder Erdalkalimetallverbindungen, die sich für das erfindungsgemäße Verfahren eignen, gehören folgende Verbindungen :Examples of alkali or alkaline earth metal compounds useful in the process of the present invention include the following Links :
NatriumphenoxidSodium phenoxide
KaliumphenoxidPotassium phenoxide
Natrium-p-methoxyphenoxidSodium p-methoxyphenoxide
Natrium-0-methoxyphenoxidSodium 0-methoxyphenoxide
Natriuxn-m-methoxyphenoxldNatriuxn-m-methoxyphenoxide
7OP^n/1 nn?7OP ^ n / 1 nn?
Lithium-p-methoxyphenoxid Lithium-o-methoxyphenoxid Lithium-m-methoxyphenoxid Kalium-p-methoxyphenoxid Kalium-o-methoxyphenoxid Kalium-m-methoxyphenoxid Magnesium-p-methoxyphenoxid Magnesium-o-methoxyphenoxid Magnesium-m-methoxyphenoxid Calcium-p-methoxyphenoxid Calcium-o-methoxyphenoxid CaIc ium-m-methoxyphenoxi d Natrium-p-äthoxyphenoxid Natrium-o-äthoxyphenoxid Natrium-m-äthoxyphenoxid Kalium-p-äthoxyphenoxid Kalium-o-äthoxyphenoxid Kalium-m-äthoxyphenoxid Natrium-p-n-butoxyphenoxid Natrium-m-n-butoxyphenoxi d Lithium-p-n-butoxyphenoxid Lithium-m-n-butoxyphenoxi d Kalium-p-n-butoxyphenoxi d Kalium-m-n-butoxyphenoxid Magnesium-p-n-butoxyphenoxid Magnesium-m-n-butoxyphenoxid Calcium-p-n-butoxyphenoxid Calcium-m-n-butoxyphenoxidLithium p-methoxyphenoxide Lithium o-methoxyphenoxide Lithium m-methoxyphenoxide potassium p-methoxyphenoxide Potassium o-methoxyphenoxide Potassium m-methoxyphenoxide Magnesium p-methoxyphenoxide Magnesium o-methoxyphenoxide Magnesium m-methoxyphenoxide Calcium p-methoxyphenoxide Calcium o-methoxyphenoxide CaIc ium-m-methoxyphenoxi d sodium-p-ethoxyphenoxide sodium-o-ethoxyphenoxide Sodium m-ethoxyphenoxide Potassium p-ethoxyphenoxide Potassium-o-ethoxyphenoxide Potassium-m-ethoxyphenoxide Sodium p-n-butoxyphenoxide sodium m-n-butoxyphenoxi d Lithium-p-n-butoxyphenoxide Lithium-m-n-butoxyphenoxy d Potassium-p-n-butoxyphenoxi d Potassium-m-n-butoxyphenoxide Magnesium p-n-butoxyphenoxide Magnesium m-n-butoxyphenoxide Calcium p-n-butoxyphenoxide Calcium m-n-butoxyphenoxide
709839/ 1709839/1
Natrium-p-n-propoxyphenoxid Natrium-o-n-propoxyphenoxid Natrium-m-n-propoxyphenoxid Kalium-p-n-propoxyphenoxid Kalium-o-n-propoxyphenoxid Kalium-m-n-propoxyphenoxid Natrium-p-methylphenoxid Natrium-o-methylphenoxid Natriura-m-methylphenoxid Lithium-p-methylphenoxid Lithium-o-methylphenoxid Lithium-m-methylphenoxid Natrium-p-äthylphenoxid Natrium-o-äthylphenoxid Natrium-m-äthylphenoxid Kaiium-p-n-propylphenoxid Kalium-o-n-propylphenoxid Kaiium-m-n-p ropylphenoxi d Magnesium-p-n-propylphenoxid Natriviin-p-isopropylphenoxid Natrium-o-isopropylphenoxid Natrium-m-isopropylphenoxid Calcium-p-isopropylphenoxid Calcium-o-isopropylphenoxid Calcium-m-isopropylphenoxid Natriun-p-sec.-butylphenoxid Natrium-m-sec.-butylphenoxidSodium p-n-propoxyphenoxide Sodium o-n-propoxyphenoxide sodium m-n-propoxyphenoxide Potassium-p-n-propoxyphenoxide Potassium-o-n-propoxyphenoxide Potassium m-n-propoxyphenoxide Sodium p-methylphenoxide sodium o-methylphenoxide Natriura-m-methylphenoxide Lithium-p-methylphenoxide lithium-o-methylphenoxide Lithium-m-methylphenoxide Sodium p-ethylphenoxide sodium o-ethylphenoxide Sodium m-ethylphenoxide potassium p-n-propylphenoxide Potassium-o-n-propylphenoxide Kalium-m-n-propylphenoxi d Magnesium p-n-propyl phenoxide Sodium p-isopropyl phenoxide Sodium o-isopropyl phenoxide Sodium m-isopropyl phenoxide calcium p-isopropyl phenoxide Calcium o-isopropyl phenoxide Calcium m-isopropylphenoxide sodium p-sec-butylphenoxide Sodium m-sec-butylphenoxide
709839/ 1709839/1
Lithium-p-sec.-butylphenoxid Lithium-m-sec.-butylphenoxid Lithium-p-tert.-butylphenoxid Lithium-m-tert.-butylphenoxid Kalium-p-tert.-butylphenoxid Kalium-m-tert.-butylphenoxid Natrium-p-tert.-butylphenoxid Natrium-m-tert.-butylphenoxid Natrium-propenoxid Natrium-p-nonylphenoxid Natrium-m-nonylphenoxid Natrium-o-nonylphenoxid Natrium-2-methyl-2-propenoxid KaIium-butenoxidLithium p-sec-butylphenoxide Lithium-m-sec-butylphenoxide lithium-p-tert-butylphenoxide Lithium-m-tert-butylphenoxide Potassium p-tert-butylphenoxide Potassium m-tert-butylphenoxide Sodium p-tert-butylphenoxide sodium m-tert-butylphenoxide Sodium propene oxide sodium p-nonylphenoxide Sodium m-nonylphenoxide sodium o-nonylphenoxide Sodium 2-methyl-2-propene oxide, potassium butene oxide
und ähnliche Verbindungen.and similar connections.
Dieses Verfahren führt zur Bildung eines Polymerengemisches der Formel (II).This process leads to the formation of a polymer blend Formula (II).
Das durch diese Reaktionsstufe oder Veresterungsstufe erhaltene Reaktionsgemisch wird dann einer Behandlung zur Entfernung des Salzes unterworfen, welches durch Reaktion der Chloratome aus dem Ausgangspolymerengemisch mit dem Metall der Alkalimetalloder Erdalkalimetallverbindungen entstanden ist. Das Salz kann durch einfaches Ausfällen und Abfiltrieren entfernt werden oder es kann mit Hilfe irgendeiner anderen geeigneten Methode entfernt werden, wie durch Neutralisation des Reaktionsgemisches, beispielsweise mit einer Säure, wie Chlorwasserstoffsäure, und anschliessendes Auswaschen mit Wasser.The reaction mixture obtained by this reaction step or esterification step is then subjected to a treatment to remove the Salt, which is formed by reaction of the chlorine atoms from the starting polymer mixture with the metal of the alkali metal or Alkaline earth metal compounds has arisen. The salt can be removed by simple precipitation and filtering off or it can be removed by any other suitable method, such as by neutralizing the reaction mixture, for example with an acid such as hydrochloric acid, and then Wash out with water.
7 η q sn q /1 π η7 η q sn q / 1 π η
Die nächste Stufe des Verfahrens besteht in einer fraktionierten Fällung des polymeren Materials, um das Hochpolymere von Niederpolymerem und von nichtumgesetztem Trimerea abzutrennen. Die fraktionierte Fällung erfolgt durch vorzugsweise tropfenweise Zugabe des veresterten Polymerengemisches zu einem Material, welches ein Nichtlösungsmittel für das Hochpolymere, jedoch ein Lösungsmittel für das Niederpolymere und für nichtumgesetztes Trimeres darstellt. Das heißt, daß sich jedes Material, welches ein Nichtlösungsmittel für die Polymeren, in denen η mehr als 350 bedeutet, und ein Lösungsmittel für die verbleibenden niederen Polymeren ist, eignet, um die gewünschten Polymeren fraktioniert zu fällen. Zu Beispielen für Verbindungen, die für diesen Zweck eingesetzt werden können, gehören Hexan, Diäthyläther, Tetrachlorkohlenstoff, Chloroform, Dioxan, Methanol, Wasser und dergleichen. Die fraktionierte Fällung des veresterten Polymerengemisches sollte im allgemeinen mindestens 2 mal und vorzugsweise mindestens 4 mal durchgeführt werden, um einen möglichst großen Anteil des Niederpolymeren aus dem Polymerengemisch zu entfernen. Die Fällung kann bei jeder beliebigen Temperatur durchgeführt werden, es wird jedoch bevorzugt, sie bei Raumtemperatur vorzunehmen. Das erfindungsgemäße neue Gemisch aus hochmolekularen Copolymeren kann dann durch Filtration, Zentrifugieren, Dekantieren und dergleichen gewonnen werden.The next step in the process is a fractional precipitation of the polymeric material to form the high polymer from low polymer and to separate from unreacted trimerea. the fractional precipitation is carried out by adding the esterified polymer mixture, preferably drop by drop, to a material which is a nonsolvent for the high polymer but a solvent for the low polymer and unreacted Trimer represents. This means that any material which is a nonsolvent for the polymers in which η is more than 350 means, and is a solvent for the remaining lower polymers, suitable to make the desired polymers to cut fractionally. Examples of compounds that can be used for this purpose include hexane, diethyl ether, Carbon tetrachloride, chloroform, dioxane, methanol, water and the like. Fractional precipitation of the esterified Polymer mixture should generally be carried out at least 2 times and preferably at least 4 times in order to achieve one large proportion of the low polymer from the polymer mixture to remove. The precipitation can be carried out at any temperature, but it is preferred that it be carried out at room temperature to undertake. The novel mixture according to the invention of high molecular weight Copolymers can then be recovered by filtration, centrifugation, decanting and the like.
Nachstehend werden einige Beispiele für die Herstellung von Polymeren (II) beschrieben.Some examples of the preparation of polymers (II) are described below.
Eine wasserfreie Lösung des in Beispiel 6 gebildeten Polymeren in Toluol, die 31,2 Teile des Polymeren enthielt, wurde zu einer wasserfreien Diglyme-Benzol-Lösung von 53,9 Teilen Natriumphenoxid bei einer Temperatur von 950C unter ständigem Rühren gegeben. Nach der Zugabe wurde Benzol von dem Reaktionsgemisch abdestilliert, bie eine Temperatur von 115 bis 116°C erreicht war. Das Reaktionsgemisch wurde dann 60 bis 65 Stunden am Rückfluß erhitzt. Am Ende An anhydrous solution of the polymer formed in Example 6 in toluene, which contained 31.2 parts of the polymer, was added to an anhydrous diglyme-benzene solution of 53.9 parts of sodium phenoxide at a temperature of 95 ° C. with constant stirring. After the addition, the benzene was distilled off from the reaction mixture, bie a temperature of 115 to 116 ° C was reached. The reaction mixture was then refluxed for 60 to 65 hours. At the end
709839/1002709839/1002
dieser Zeltspanne wurde das erhaltene Polymere durch Eingießen des Reaktionsgemisches in einen Überschuß an Methylalkohol ausgefällt. Das Polymere wurde 24 Stunden in Methylalkohol gerührt. Danach wurde das Polymere zu einer großen Menge an Wasser gegeben und weitere 24 Stunden gerührt. Das Polymere wurde dann abgetrennt und getrocknet. Das erhaltene Homopolymere war ein halbkristalliner Feststoff mit einer Einfriertemperatur (Tg) von -4,760C. Das Polymere war löslich in Benzol, Tetrahydrofuran (THF) und Dimethylformamid (DMF). Aus THF vergossene Folien waren zäh und opak. Die Folien brannten nicht und waren wasserabweisend.During this period, the polymer obtained was precipitated by pouring the reaction mixture into an excess of methyl alcohol. The polymer was stirred in methyl alcohol for 24 hours. Thereafter, the polymer was added to a large amount of water and stirred for an additional 24 hours. The polymer was then separated and dried. The homopolymer obtained was a semi-crystalline solid with a glass transition temperature (Tg) of -4.76 0 C. The polymer was soluble in benzene, tetrahydrofuran (THF) and dimethylformamide (DMF). Films cast from THF were tough and opaque. The films did not burn and were water-repellent.
Elementaranalyse :Elemental analysis:
Theoretisch : C 62,34, H 4,36, N 6,06, P 13,40 Gefunden : C 62,10, H 4,36, N 5,97, P 13,69Theoretical: C 62.34, H 4.36, N 6.06, P 13.40 Found: C 62.10, H 4.36, N 5.97, P 13.69
Beispiel 12
£NP(OC6H4-p-Cl)2}n Example 12
£ NP (OC 6 H 4 -p-Cl) 2 } n
Die Verfahrensweise des Beispiels 11 wurde wiederholt, mit der Abänderung, daß 15,0 Teile des Polymeren gemäß Beispiel 8 mit 30,8 Teilen Natrium-p-chlorphenoxid umgesetzt wurden. Das in einer Ausbeute von 79 % erhaltene Homopolymere war ein halbkristalliner Feststoff mit einer Tg von -1,54°C. Das Polymere war löslich in Benzol, Tetrahydrofuran, Dimethylformamid und Chloroform. Aus THF vergossene Folien waren zäh und opak. Die Folien brannten nicht und waren wasserabweisend.The procedure of Example 11 was repeated, with the modification that 15.0 parts of the polymer according to Example 8 were reacted with 30.8 parts of sodium p-chlorophenoxide. The homopolymer obtained in a yield of 79 % was a semicrystalline solid with a Tg of -1.54 ° C. The polymer was soluble in benzene, tetrahydrofuran, dimethylformamide and chloroform. Films cast from THF were tough and opaque. The films did not burn and were water-repellent.
Elementaranalyse :Elemental analysis:
Theoretisch : C 48,18, H 2,70, N 4,68, P 10,36 Gefunden : C 47,90, H 2,63, N 4,49, P 10,28Theoretical: C 48.18, H 2.70, N 4.68, P 10.36 Found: C 47.90, H 2.63, N 4.49, P 10.28
ίN3P3(OC6H5)(OC6H4-P-Cl)5Jn ίN 3 P 3 (OC 6 H 5 ) (OC 6 H 4 -P-Cl) 5 J n
Die Verfahrensweise des Beispiels 11 wurde wiederholt, mit der Abänderung, daß 16,5 Teile des Polymeren des Beispiels 6 mit 37,1 Teilen Natrium-p-chlorphenoxid umgesetzt wurden. Das in einer Ausbeute von 56 96 gebildete Copolymere war ein Feststoff, der inThe procedure of Example 11 was repeated, with the modification that 16.5 parts of the polymer of Example 6 were reacted with 37.1 parts of sodium p-chlorophenoxide. That in one yield Copolymers formed by 56,96 was a solid contained in
709839/ 1Od?709839 / 1Od?
Benzol, THF und DMF löslich war. Aus THF vergossene Folien waren zäh und opak. Die Folien brannten nicht und waren wasserabweisend.Benzene, THF and DMF was soluble. Foils potted from THF were tough and opaque. The films did not burn and were water-repellent.
Elementaranalyse :Elemental analysis:
Theoretisch : C 64,48, H 5,28, N 5,50, P 12,17 Gefunden : C 64,34, H 5,22, N 5,42, P 12,30Theoretical: C 64.48, H 5.28, N 5.50, P 12.17 Found: C 64.34, H 5.22, N 5.42, P 12.30
4 N3P3 ( OC6H^ ) ( OC6H4-P-CH3 ) ^n 4 N 3 P 3 (OC 6 H ^) (OC 6 H 4 -P-CH 3 ) ^ n
Die Verfahrensweise des Beispiels 11 wurde wiederholt, mit der Abänderung, daß 14,1 Teile des Polymeren des Beispiels 6 mit 27,3 Teilen Natrium-p-methylphenoxid umgesetzt wurden. Das in einer Ausbeute von 40 % gebildete Polymere war ein Feststoff, der in Benzol, THF und DMF löslich war. Aus THF vergossene Folien waren zäh und durchsichtig. Die Folien brannten nicht und waren wasserabweisend. The procedure of Example 11 was repeated with the modification that 14.1 parts of the polymer of Example 6 were reacted with 27.3 parts of sodium p-methylphenoxide. The polymer formed in 40% yield was a solid which was soluble in benzene, THF and DMF. Films cast from THF were tough and transparent. The films did not burn and were water-repellent.
Elementaranalyse :Elemental analysis:
Theoretisch : C 64,48, H 5,28, N 5,50, P 12,17 Gefunden : C 64,35, H 5,22, N 5,42, P 12,30Theoretical: C 64.48, H 5.28, N 5.50, P 12.17 Found: C 64.35, H 5.22, N 5.42, P 12.30
iN3P3(OC6H4-P-F)(OC6H4-P-CH3)5}n i N 3 P 3 (OC 6 H 4 -PF) (OC 6 H 4 -P-CH 3 ) 5 } n
Die Verfahrensweise des Beispiels 11 wurde wiederholt, mit der Abänderung, daß 18,9 Teile des Polymeren gemäß Beispiel 7 mit 35,3 Teilen Natrium-p-methylphenoxid umgesetzt wurden. Das in einer Ausbeute von 70 % erhaltene Polymere war ein Feststoff mit einer Tg von +0,080C und war löslich in Benzol, THF und DMF. Aus THF vergossene Folien waren zäh und durchsichtig, brannten nicht und waren wasserabweisend.The procedure of Example 11 was repeated with the modification that 18.9 parts of the polymer according to Example 7 were reacted with 35.3 parts of sodium p-methylphenoxide. The polymer obtained in a yield of 70% was a solid having a Tg of 0 +0.08 C and was soluble in benzene, THF and DMF. Films cast from THF were tough and transparent, did not burn and were water-repellent.
Elementaranalyse :Elemental analysis:
Theoretisch : C 63,00, H 5,03, N 5,37, P 11,89 Gefunden : C 62,91, H 5,18, N 5,26, P 12,01Theoretical: C 63.00, H 5.03, N 5.37, P 11.89 Found: C 62.91, H 5.18, N 5.26, P 12.01
709839/1002709839/1002
■[ N3P3 ( OCgH4-P-Cl)( OC6H4-P-CH3 ■ [N 3 P 3 (OCgH 4 -P-Cl) (OC 6 H 4 -P-CH 3
Die Verfahrensweise des Beispiels 11 wurde wiederholt, mit der Abänderung, daß 15,0 Teile des Polymeren aus Beispiel 8 mit 26,6 Teilen Natrium-p-methylphenoxid umgesetzt wurden. Das in ei ner Ausbeute von 72 % gebildete Polymere war ein Feststoff mit einer Tg von -3,65°C und war löslich in Benzol, THF und DMF. Aus THF vergossene Folien waren zäh und durchsichtig, brannten nicht und waren wasserabweisend.The procedure of Example 11 was repeated with the modification that 15.0 parts of the polymer from Example 8 were reacted with 26.6 parts of sodium p-methylphenoxide. The polymer formed in 72% yield was a solid with a Tg of -3.65 ° C and was soluble in benzene, THF and DMF. Films cast from THF were tough and transparent, did not burn and were water-repellent.
Elementaranalyse :Elemental analysis:
Theoretisch : C 61,93, H 4,56, N 5,28, P 11,69 Gefunden : C 61,83, H 4,72, N 5,18, P 11,52Theoretical: C 61.93, H 4.56, N 5.28, P 11.69 Found: C 61.83, H 4.72, N 5.18, P 11.52
Die Verfahrensweise des Beispiels 11 wurde wiederholt, mit der Abänderung, daß 20,6 Teile des Polymeren aus Beispiel 9 mit 44,1 Teilen Natrium-p-chlorphenoxid umgesetzt wurden. Das in einer Ausbeute von 41 96 erhaltene Polymere war ein Feststoff mit einer Tg VOn1+2,060C und war löslich in Jüenzol, THF und DMF. Aus THF vergossene Folien brannten nicht und waren wasserabweisend.The procedure of Example 11 was repeated with the modification that 20.6 parts of the polymer from Example 9 were reacted with 44.1 parts of sodium p-chlorophenoxide. The polymer obtained in a yield of 41 96 was a solid having a Tg of 0 1 +2.06 C and was soluble in Jüenzol, THF and DMF. Foils cast from THF did not burn and were water-repellent.
ElementeranaIyse :Element analysis:
Theoretisch : C 50,51, H 3,09, N 4,78, P 10,56 Gefunden : C 50,32, H 3,05, N 4,77, P 10,78Theoretical: C 50.51, H 3.09, N 4.78, P 10.56 Found: C 50.32, H 3.05, N 4.77, P 10.78
Eine Lösung von 15,5 Teilen des Polymeren [N3P3Cl5(OCgH5)] in 200 Teilen wasserfreiem Toluol wurde während einer Dauer von 1,5 Stunden bei 900C zu einer gerührten Lösung von Natrium-pmethoxyphenoxid gegeben. Die Natrium-p-methoxyphenoxid-Lösung war durch Umsetzung von 28,3 Teilen p-Methoxyphenol mit 551 TeilA solution of 15.5 parts of the polymer [N 3 P 3 Cl 5 (OCgH 5)] in anhydrous toluene was added 200 parts of sodium pmethoxyphenoxid for a period of 1.5 hours at 90 0 C to a stirred solution of. The sodium p-methoxyphenoxide solution was obtained by reacting 28.3 parts of p-methoxyphenol with 5 5 1 part
709 8 3 9/1002709 8 3 9/1002
Natrium in 300 Teilen wasserfreiem Bis-(2-methoxyäthyl)-äther und 100 Teilen trockenem Benzol erhalten worden. Nach der Zugabe wurde Benzol abdestilliert, bis eine Temperatur von 115 bis 1160C erreicht war. Das Reaktionsgemisch wurde dann unter ständigem Rühren 60 bis 70 Stunden auf 115 bis 116°C erhitzt. Das Polymere wurde in einem großen Überschuß an Methanol ausgefällt und 24 Stunden in Methanol gewaschen. Es wurde aus dem Methanol entfernt, erschöpfend mit destilliertem Wasser gewaschen und getrocknet. Als Produkt wurde ein farbloses steifes Elastomeres erhalten.Sodium in 300 parts of anhydrous bis (2-methoxyethyl) ether and 100 parts of dry benzene have been obtained. After the addition, benzene was distilled off until a temperature of 115 to 116 ° C. was reached. The reaction mixture was then heated to 115 to 116 ° C. for 60 to 70 hours with constant stirring. The polymer was precipitated in a large excess of methanol and washed in methanol for 24 hours. It was removed from the methanol, washed exhaustively with distilled water and dried. A colorless, rigid elastomer was obtained as the product.
Eine Lösung von 16,5 g (0,205 Äquivalent) des Polymeren [N^P5Cl5(OC6H5)] in 300 ml wasserfreiem Toluol wurde während einer Dauer von 1,5 Stunden bei 900C zu einer gerührten Lösung von Natrium-p-chlorphenoxid gegeben. Diese Natrium-p-chlorphenoxid-Lösung war durch Umsetzung von 31,6 g (0,246 Mol) p-Chlorphenol mit 5,6 g (0,241 Mol) Natrium in 300 ml wasserfreiem Bis-(2-methoxyäthyl)-äther und 100 ml trockenem Benzol erhalten worden. Nach der Zugabe wurde Benzol abdestilliert, bis eine Temperatur von 115 bis 1160C erreicht war. Das Reaktionsgemisch wurde dann unter ständigem Rühren 60 bis 70 Stunden auf 115 bis 116°C erhitzt. Das Polymere wurde in einem großen Überschuß an Methanol ausgefällt und 24 Stunden in Methanol gewaschen. Es wurde von dem Methanol entfernt, erschöpfend mit destilliertem Wasser gewaschen und getrocknet. Das erhaltene Produkt war ein farbloses faseriges Material.A solution of 16.5 g (0.205 equivalent) of the polymer [N ^ P 5 Cl 5 (OC 6 H 5 )] in 300 ml of anhydrous toluene became a stirred solution of at 90 ° C. over a period of 1.5 hours Given sodium p-chlorophenoxide. This sodium p-chlorophenoxide solution was obtained by reacting 31.6 g (0.246 mol) of p-chlorophenol with 5.6 g (0.241 mol) of sodium in 300 ml of anhydrous bis (2-methoxyethyl) ether and 100 ml of dry Benzene has been obtained. After the addition, benzene was distilled off until a temperature of 115 to 116 ° C. was reached. The reaction mixture was then heated to 115 to 116 ° C. for 60 to 70 hours with constant stirring. The polymer was precipitated in a large excess of methanol and washed in methanol for 24 hours. It was removed from the methanol, washed exhaustively with distilled water and dried. The product obtained was a colorless fibrous material.
Unter Anwendung der gleichen Verfahrensweise können andere Homopolymere und Copolymere als die vorstehend beschriebenen hergestellt werden.Using the same procedure, other homopolymers and copolymers as those described above can be prepared.
Die erfindungsgemäßen neuen Polymeren (II) sind, wie bereits erläutert, thermisch sehr stabil. Die Gemische sind in spezifischen organischen Lösungsmitteln, wie Tetrahydrofuran, Benzol,As already explained, the new polymers (II) according to the invention are thermally very stable. The mixtures are in specific organic solvents such as tetrahydrofuran, benzene,
709839/ 1 002709839/1 002
Xylol, Toluol, Dimethylformamid und dergleichen, löslich und können aus den Lösungen der Copolymeren unter Verdampfung des Lösungsmittels zu Folien verformt werden. Die Polymeren sind bei Raumtemperatur wasserbeständig und unterliegen keiner Hydrolyse bei hohen Temperaturen. Die Polymeren können zur Herstellung von Formkörpern, wie Folien, Fasern, überzügen und dergleichen, als Formmassen usw. verwendet werden. Sie können mit verschiedenen üblichen Zusätzen vermischt werden, wie Antioxydationsmitteln, Ultraviolett-Absorbern, Gleitmitteln, Weichmachern, Farbstoffen, Pigmenten, Füllstoffen, wie Litharge, Magnesiumoxid, Calciumcarbonat, Ruß, Aluminiumoxid-trihydrat und hydratisierten Kieselsäuren, anderen Harzen und dergleichen.Xylene, toluene, dimethylformamide and the like, soluble and can from the solutions of the copolymers with evaporation of the Solvent to be deformed into foils. The polymers are water-resistant at room temperature and are not subject to hydrolysis at high temperatures. The polymers can be used to produce moldings, such as films, fibers, coatings and the like Molding compounds, etc. can be used. They can be mixed with various common additives, such as antioxidants, Ultraviolet absorbers, lubricants, plasticizers, dyes, pigments, fillers, such as litharge, magnesium oxide, calcium carbonate, Carbon black, alumina trihydrate and hydrated silicas, other resins and the like.
Die Polymeren können zur Herstellung von Schaumstoffen verwendet werden, die ausgezeichnete Flammbeständigkeit zeigen und in einigen Fällen geringe Rauchbildung haben oder im wesentlichen keine Rauchbildung zeigen, wenn sie an der offenen Flamme erhitzt werden. Die Schaumstoffe können aus gefüllten oder ungefüllten Zubereitungen unter Anwendung von üblichen Verschäumungsmethoden und unter Verwendung von chemischen Blähmitteln, d.h. chemischen Verbindungen hergestellt werden, die bei der ursprünglichen Raumtemperatur stabil sind und sich bei erhöhten Temperaturen zersetzen oder reagieren, wobei ein zelliger Schaum erhalten wird. Zu geeigneten chemischen Blähmitteln gehören folgende Verbindungen:The polymers can be used to make foams that exhibit excellent flame resistance and in some Cases have little or essentially no smoke when heated in an open flame will. The foams can be made from filled or unfilled preparations using conventional foaming methods and using chemical blowing agents, i.e. chemical compounds produced in the original Are stable at room temperature and decompose or react at elevated temperatures, a cellular foam being obtained. Suitable chemical blowing agents include the following compounds:
Blähmittel °Blowing agent °
Azobisisobutyronitril 105 - 120Azobisisobutyronitrile 105-120
Azodicarbonamid (1,1-Azobis-Azodicarbonamide (1,1-azobis-
formamid) 100 - 200formamide) 100 - 200
Benzolsulfonylhydrazid 95 - 100Benzenesulfonyl hydrazide 95-100
Ν,Ν'-Blnitroso-Ν,Ν'-dimethylterephthalamid Ν, Ν'-blnitroso-Ν, Ν'-dimethylterephthalamide
Dinitrosopentamethylentetramin 130 - 150 Ammoniumcarbonat 58Dinitrosopentamethylenetetramine 130-150 ammonium carbonate 58
ρ,ρ'-Oxybis-(benzolsulfonylhydrazid) 100 - 200ρ, ρ'-oxybis (benzenesulfonylhydrazide) 100-200
Diazoaminobenzol 84Diazoaminobenzene 84
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Harnstoff-Biuret-Gemisch 90 - 140Urea biuret mixture 90 - 140
a^'-Azo-isobutyronitril 90 - 140a ^ '- azo-isobutyronitrile 90-140
Azohexahydrobenzonitril 90 - 140Azohexahydrobenzonitrile 90-140
Diisobutylen 103Diisobutylene 103
4,4l-Diphenyl-disulfonylazid 110 - 1304.4 l -diphenyl-disulfonyl azide 110-130
Zu geeigneten schäumbaren Zubereitungen gehört ein Gemisch aus folgenden Bestandteilen :Suitable foamable preparations include a mixture of the following ingredients:
Phosphazen-Copolymeres (beispielsweise [N3P3(OC6H5)(OC6H4-p-0CH3)5]n Füllstoff (z.B. Aluminiumoxid-trihydrat)Phosphazene copolymer (for example [N 3 P 3 (OC 6 H 5 ) (OC 6 H 4 -p-OCH 3 ) 5 ] n filler (e.g. aluminum oxide trihydrate)
Stabilisator (z.B. Magnesiumoxid)Stabilizer (e.g. magnesium oxide)
Verarbeitungshilfsmittel (z.B. Zinkst earat)Processing aids (e.g. zinc starate)
Weichmacherharz (z.B. Cumaron-Inden-Harz, Cumar P-IO)Plasticizer resin (e.g. coumarone-indene resin, Coumar P-IO)
Blähmittel (z.B. Ι,Ι'-Azobisformamid)Blowing agents (e.g. Ι, Ι'-azobisformamide)
Aktivator (z.B. ölbehandelter Harnstoff) Activator (e.g. oil-treated urea)
Peroxid-Härtungsmittel (z.B. 2.5-Dimethyl-2,5-di-(t-butylperoxy)-hexan Peroxid-Härtungsmittel (z.B. Benzoylperoxid) Peroxide curing agents (e.g. 2.5-dimethyl-2,5-di- (t-butylperoxy) -hexane Peroxide curing agents (e.g. benzoyl peroxide)
Die vorstehend angegebene Zubereitung soll lediglich als Beispiel dienen, es ist jedoch ersichtlich, daß mehrere oder alle der angegebenen Zusätze weggelassen werden können, durch andere funktionell gleichwertige Materialien ersetzt werden können oder daß die Mengenverhältnisse variiert werden können, wie auf dem Gebiet der Schaumstoffherstellung bekannt ist.The preparation given above is only intended to serve as an example, but it is evident that some or all of the additives given can be omitted, can be replaced by other functionally equivalent materials or that the proportions can be varied, as is known in the field of foam production .
Bei einem geeigneten Verfahren werden die Bestandteile des verßchäumbaren Gemisches unter Bildung einer homogenen Masse miteinander vermischt. So kann beispielsweise eine homogene Folie oder Bahn auf einem Zweiwalzenstuhl gebildet werden, wobei sich vorzugsweise eine Walze bei Raumtemperatur und die andere beiIn a suitable process, the components of the foamable Mixture mixed together to form a homogeneous mass. For example, a homogeneous film or web can be formed on a two-roll mill, preferably with one roll at room temperature and the other at
709839/ 1 002709839/1 002
2,50 -
2.5
100 Teile pro 100
Teile
-10 "100 parts
100 parts per 100
Parts
-10 "
IlIt
Il
10 -0 -
10 -
5050
50
etwas erhöhter Temperatur, beispielsweise 38 bis 490C befindet. Die homogene formbare Masse kann dann erhitzt werden, um eine geschäumte Struktur zu erhalten. Dies kann beispielsweise unter Verwendung eines Gemisches aus einem Härtungsmittel mit relativ niederer Initiierungstemperatur, wie Benzoylperoxid, und eines Härtungsmittels mit relativ hoher Initiierungstemperatur, wie 2,5-Dimethyl-2,5-di-t-butylperoxy)-hexan und partielle Vorhärtung in einer geschlossenen Form während etwa 6 bis 30 Minuten bei 93 bis 121°C und anschließende freie Expansion während etwa 30 bis 60 Minuten bei 149 bis 177°C erfolgen. Gemäß einer anderen Ausführungsform kann die Verschäumung durch Erhitzen der schäumbaren Masse während 30 bis 60 Minuten auf 149 bis 177°C unter Verwendung eines Hochtemperatur- oder Niedertemperatur-Härtungsmittels entweder allein oder in Kombination durchgeführt werden. Ein Vorteil der Anwendung der Schäumungsmethode unter partieller Vorhärtung liegt darin, daß die Erhöhung des Molekulargewichts des verschäumbaren Polymeren vor der Schäumungsstufe eine bessere Kontrolle der Porengrösse und Porengleichmäßigkeit in der Schäumungsstuf e ermöglicht. Das Ausmaß der gewünschten Vorhärtung hängt von den endgültig gewünschten Schaumeigenschaften ab. Die erwünschte Schäumungstemperatur ist abhängig von der Art des Blähmittels und der vorliegenden Vernetzungsmittel. Die Dauer des Erhitzens hängt von der Größe und Form der zu verschäumenden Nasse ab. Die gebildeten Schaumstoffe haben im allgemeinen hellbräunliches bis gelbliches Aussehen und ihre Eigenschaften variieren in Abhängigkeit von der Einfriertemperatur der in der verschäumbaren Zubereitung vorliegenden Copolymeren von flexibel zu halbstarr. Das bedeutet, daß der gebildete Schaumstoff umso flexibler ist, Je niedriger die Einfriertemperatur des Polymeren ist. Wie bereits angegeben, können den polymeren Schaumstoffen inerte, verstärkende oder andere Füllstoffe zugesetzt sein, wie Aluminiumoxidtrihydrat, hydratisierte Kieselsäuren oder Calciumcarbonat, und es können neben diesen Zusätzen auch andere übliche Zusätze vorliegen, ohne daß die Erfindung auf die Anwendung dieser Zusätze beschränkt sein soll.slightly elevated temperature, for example 38 to 49 0 C is located. The homogeneous moldable mass can then be heated in order to obtain a foamed structure. This can be done, for example, using a mixture of a curing agent with a relatively low initiation temperature, such as benzoyl peroxide, and a curing agent with a relatively high initiation temperature, such as 2,5-dimethyl-2,5-di-t-butylperoxy) -hexane and partial precure in one closed form for about 6 to 30 minutes at 93 to 121 ° C and subsequent free expansion for about 30 to 60 minutes at 149 to 177 ° C. According to another embodiment, the foaming can be carried out by heating the foamable mass for 30 to 60 minutes at 149 to 177 ° C. using a high-temperature or low-temperature curing agent either alone or in combination. An advantage of using the foaming method with partial pre-curing is that the increase in the molecular weight of the foamable polymer before the foaming stage enables better control of the pore size and pore uniformity in the foaming stage. The degree of pre-cure desired depends on the ultimate foam properties desired. The desired foaming temperature depends on the type of blowing agent and the crosslinking agents present. The duration of the heating depends on the size and shape of the liquid to be foamed. The foams formed generally have a light brownish to yellowish appearance and their properties vary from flexible to semi-rigid depending on the glass transition temperature of the copolymers present in the foamable preparation. This means that the foam formed is all the more flexible, the lower the glass transition temperature of the polymer. As already indicated, inert, reinforcing or other fillers, such as aluminum oxide trihydrate, hydrated silicas or calcium carbonate, can be added to the polymeric foams, and besides these additives there can also be other customary additives, without the invention being restricted to the use of these additives.
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Herstellung des geschäumten Polymeren-CN3P3(OC6H5) (OC6H^-P-OCH3 Production of the foamed polymer-CN 3 P 3 (OC 6 H 5 ) (OC 6 H ^ -P-OCH 3
Zu 100 Teilen des Copolymeren -fN3P3(OC6H5KOC6H^-P-OCH3)5Jn» das gemäß Beispiel 20 hergestellt worden war, wurden 100 Teile Aluminiumoxid-trihydrat, 5 Teile Magnesiumoxid, 5 Teile Zinkstearat, 3 Teile Cumaron-Inden-Harz (Cumar P-IO), 30 Teile 1,1·- Azobisformamid (Celogen AZ), 23 Teile eines ölbehandelten Harnstoffes (BIK-OT), 5 Teile 2,5-Dimethyl-2,5-di-(tert.-butylperoxy) hexan und 5 Teile Benzoylperoxid (78 % aktiv, mit Wasser befeuchtet) gegeben.Die vorstehenden Bestandteile wurden vermählen, um eine homogene Vermischung sämtlicher Materialien zu gewährleisten. Dieses Gemisch wurde dann 10 Minuten lang bei 163 bis 177°C frei verschäumt. Der erhaltene flexible Schaumstoff hatte hellbraune Färbung und zeigte eine gleichmäßige Struktur mit kleinen Zellen. Es waren keinerlei Anzeichen für Ent!aminierung oder seitliche Ablösungen zu erkennen. Ein Stück des Schaumstoffes wurde in der Flamme eines Bunsenbrenners erhitzt. Es entwickelte dabei nur sehr geringe Spuren an Rauch. Die Probe brannte nicht, wenn sie aus der Flamme des Bunsenbrenners entfernt wurde. Diese Probe unterstützt somit die Verbrennung nicht und wurde als nicht brennbar eingestuft.To 100 parts of the copolymer -fN 3 P 3 (OC 6 H 5 KOC 6 H ^ -P-OCH 3 ) 5 J n »which had been prepared according to Example 20, 100 parts of aluminum oxide trihydrate, 5 parts of magnesium oxide, 5 parts were added Zinc stearate, 3 parts of coumarone-indene resin (Coumar P-IO), 30 parts of 1,1 - azobisformamide (Celogen AZ), 23 parts of an oil-treated urea (BIK-OT), 5 parts of 2,5-dimethyl-2, 5-di- (tert-butylperoxy) hexane and 5 parts benzoyl peroxide (78 % active, moistened with water) were added. The above ingredients were ground to ensure that all materials were homogeneously mixed. This mixture was then freely foamed for 10 minutes at 163 to 177 ° C. The flexible foam obtained was light brown in color and had a uniform structure with small cells. There were no signs of de! Amination or lateral delamination to be seen. A piece of the foam was heated in the flame of a Bunsen burner. It developed only very small traces of smoke. The sample did not burn when removed from the flame of the Bunsen burner. This sample therefore does not support combustion and was classified as non-flammable.
Wie bereits vorstehend erläutert, können die erfindungsgemäßen Polymeren bei mäßigen Temperaturen mit Hilfe von üblichen radikalischen und/oder Schwefel-Härtungsmethoden vernetzt werden, wenn in der Polymerenhauptkette kleine Mengen ungesättigter Gruppen W vorliegen. Die Fähigkeit dieser Polymeren, bei Temperaturen unter 1770C zu härten, macht sie besonders gut geeignet als Einbett- und Vergußmassen, Versiegelungsmassen, Überzüge und dergleichen. Diese Polymeren sind außerdem geeignet zur Herstellung von vernetzten Schaumstoffen, die wesentlich erhöhte Zugfestigkeiten gegenüber ungehärteten Schaumstoffen aufweisen. Die Polymeren werden häufig in Gegenwart von inerten, verstärkenden oder anderen Füllstoffen vernetzt und das Vorliegen dieser Füllstoffe und anderer üblicher Zusätze liegt innerhalb des Bereiches der Erfindung.As already explained above, the polymers according to the invention can be crosslinked at moderate temperatures with the aid of customary radical and / or sulfur curing methods if small amounts of unsaturated groups W are present in the main polymer chain. The ability of these polymers to cure at temperatures below 177 0 C, makes them particularly well suited as single and potting compounds, sealants, coatings and the like. These polymers are also suitable for the production of crosslinked foams which have significantly higher tensile strengths than uncured foams. The polymers are often crosslinked in the presence of inert, reinforcing or other fillers, and the presence of these fillers and other common additives is within the scope of the invention.
709839/100?709839/100?
Die erfindungsgemäßen geschäumten Materialien können als Formkörper vorliegen, wie in Form von Folien, Bahnen, Platten oder Rohren, die sich beispielsweise als Konstruktions- oder Isoliermaterialien eignen. Derartige Formkörper sind in den beigefügten Zeichnungen gezeigt.The foamed materials according to the invention can be used as moldings exist, such as in the form of foils, sheets, plates or tubes, which can be used, for example, as construction or insulating materials suitable. Such molded bodies are shown in the accompanying drawings.
In diesen Zeichnungen ist Fig. 1 eine aus den beiden Teilen 1 und 2 bestehende abnehmbare Rohrisolierung. Fig. 2 zeigt eine Platte aus einem erfindungsgemäßen Material, die, wie der aufgeschnittene Teil zeigt, geschäumt ist und Poren 4 aufweist.In these drawings, Fig. 1 is a removable pipe insulation consisting of the two parts 1 and 2. 2 shows a plate made of a material according to the invention which, as the cut-open part shows, is foamed and has pores 4 has.
Die aus den erfindungsgemäßen Massen hergestellten Formkörper können jedoch auch unverschäumt, d.h. frei von Poren sein.The moldings produced from the compositions according to the invention can, however, also be unfoamed, i.e. free from pores.
709839/10 02709839/10 02
Leelee J* rseJ * rse
iteite
Claims (7)
polymerisiert.denotes in which χ denotes a number from 0 to 3 and ϊτ denotes one or more optionally present substituents which, if present, are bonded in the meta or para position of the phenoxy ring, each of the radicals R being a lower alkyl group, lower alkoxy group , denotes a halogen atom, a cyano, nitro, substituted lower alkyl or substituted lower alkoxy group,
polymerized.
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